Какво е LoRaWAN
LoRa е начин на модулация на радиосигнала. LoRaWAN е протоколът над него: правилата, по които хиляди устройства споделят един и същ ефир, без да си пречат, и по които данните им стигат до приложението защитени. Двете често се бъркат — първото е радиото, второто е мрежата.
Смисълът на цялото е в размяната: жертва се скорост, за да се спечели разстояние и живот на батерията. Няколко байта на час вместо мегабити в секунда — но от километри разстояние и с батерия, която издържа години. За сензор, който казва „нивото е 1.25 метра", това е точната сделка.
LoRaWAN не е заместител на Wi-Fi или мобилен интернет. Не носи видео, не носи и глас. Носи измерване и команда — там, където кабел не може да стигне, а SIM карта за всяко устройство би била безсмислен разход.
Пътят на едно измерване
- Крайното устройство измерва и излъчва. Останалото време радиото му спи — оттам идва дългият живот на батерията.
- Базовата станция чува всичко в обхвата си и препредава нататък. Тя не решава нищо; само слуша и подава.
- Мрежовият сървър отсява повторенията, когато няколко станции са чули един и същ пакет, проверява целостта и подрежда.
- Приложението получава готовите стойности и решава какво да прави с тях — да покаже, да запише, да вдигне аларма, да пусне помпа.
Едно устройство може да се чува от няколко станции наведнъж. Това не е проблем, а предимство: сървърът избира най-добрия запис и изхвърля останалите. Затова покритието се подобрява с добавяне на станции, без да се пипа нито едно устройство на терен.
Обхват и скорост
Устройството избира колко „бавно" да говори. Колкото по-бавно, толкова по-далеч се чува и толкова повече ефир заема. Стойностите по-долу са за европейската лента 868 MHz.
| Разпръскване | Скорост | Типичен обхват | Подходящо за |
|---|---|---|---|
| SF7 | 5470 bps | до 2 km | гъсто градско покритие |
| SF9 | 1760 bps | 2 – 5 km | предградия, промишлени площадки |
| SF10 | 980 bps | 5 – 8 km | извън населено място |
| SF12 | 250 bps | 10 – 15 km | пряка видимост, крайни точки |
Числата са ориентир, не обещание. Реалният обхват зависи от терена, височината на антената и какво стои между двете точки. Един хълм между станцията и сензора отнема повече, отколкото добавя всяка настройка.
Класове устройства
Клас A
Устройството говори когато си реши и слуша само за кратко след това. Най-икономичният режим — и най-често използваният. Команда към него чака следващото му обаждане.
Клас B
Освен това отваря ухо по разписание, синхронизирано от станцията. Команда стига до него в предвидим срок, срещу малко повече разход на батерия.
Клас C
Слуша непрекъснато — команда пристига веднага. Радиото никога не спи, затова е за устройства на постоянно захранване: контролери, изпълнителни механизми.
Защита
Всеки пакет е шифрован с AES-128 и то на две нива, с два различни ключа. Единият пази връзката между устройството и мрежата, другият — съдържанието до приложението. Разделянето има точен смисъл: операторът на мрежата пренася данните, без да може да ги прочете.
Свързването става с ключ, вписан в устройството при производство (OTAA). При всяко включване се договарят нови сесийни ключове, така че записан стар обмен не върши работа на подслушвача. Броячи на пакетите отхвърлят повторно изпратен запис.
Мобилно приложение
Системата не се гледа само от компютър. Има приложения за Android и за iPhone — същите данни, същите команди, в джоба.
- Схема на обекта на живо — нива, помпи, клапани, състояние.
- Известие при аларма веднага, не при следващото отваряне.
- Превключване между автоматичен и ръчен режим с потвърждение.
- История по дни и седмици, за да се види дали проблемът се повтаря.
- Няколко обекта в един профил, с отделни права за всеки.
Мрежов сървър
Мрежовият сървър за нашите инсталации е на my.lorawan-bg.net. Там се регистрират устройствата, следят се пакетите на живо, задават се правила за аларми и се вижда кои станции чуват кое устройство и с каква сила.